176576. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N-szubsztituált aminvegyületek előállítására
5 176576 6 indulási aminok 100%-os vagy azt megközelítő konverzióval alakulnak át. Szakember számára általánosan ismert ugyanis, hogy a konverzió a térsebesség növelésével csökken, így várható lett volna, hogy ha a 3 209 030 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban más típusú aminvegyületek reduktív alkilezésénél alkalmaxott 1 h_1 térsebességet 3,5 h_1-ra vagy annál nagyobb értékre növeljük, a konverzió az ott elért maximálisan 80%-ról körülbelül 40—50%ra vagy még kisebb értékre csökken. Rendkívül meglepő az a tapasztalatunk is, hogy a találmány szerinti körülmények között kapott amintípusú termékek tisztasági foka 97% körüli érték. azaz maximálisan 3% szennyező melléktermék képződik; az aminvegyületek mólarányának növelésével ugyanis fokozódnia kellene a szennyező amin-melléktermékek mennyiségének. A 3 209 030 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás 2. példájában említett, 1:10 amin/oxo mólarány betartásakor elért 92%-os szennyezettség figyelembevételével szakember arra számíthatott, hogy az aminvegyületek mólarányának növelésével a reakció teljesen szabályozhatatlanná válik. Kísérleti adataink szerint a reakció során az oxovegyületek fölöslegének maximálisan 8%-a redukálódik. Figyelembe véve, hogy a találmány szerinti eljárásban az oxovegyületeket a 3 209 030 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban közölteknél 3—7-szer kisebb fölöslegben alkalmazzuk, a redukálódott oxovegyületek mennyisége a találmány szerinti eljárásban legalább egy nagyságrenddel csökken. Az „alumíniumoxid-típusú hordozó” megjelölésen olyan természetes vagy szintetikus hordozóanyagokat értünk, amelyek az oxidos összetételre számítva legalább 30 súly% alumíniumoxidot tartalmaznak. Hordozóanyagként természetesen tiszta alumíniumoxidot is alkalmazhatunk. A klór- és/vagy fluor-promotort önmagában ismert módon, akár a hordozós fémkatalizátor előállítása során, akár pedig ezt követően vihetjük fel az alumíniumoxid-típusú hordozóra. A kellőképpen elporított promoveált katalizátort a folyamatos reduktív alkilezési műveletekben szuszpendált formában is felhasználhatjuk, célszerűen azonban álló katalizátor-ágyat alakítunk ki. Az alkilezés megkezdése előtt a berendezést inert gázzal öblítjük, majd az inert gázt hidrogénre vagy hidrogénben dús gázra cseréljük. A térsebességet célszerűen 3,5—6 h_1-ra állítjuk be. A bevezetendő gáz mennyisége a hidrogén koncentrációjától, az amin és az oxovegyület mólarányától és mólsúlyától, a térsebességtől és a reaktor alakjától függően változik; 1 liter betáplált nyersanyagelegyre vonatkoztatva rendszerint néhány 100 liter hidrogént vagy hidrogénben dús gázáramot használunk fel. A termékelegy a reakcióban képződő víz, az alkilező reagens fölöslege és a néhány százaléknyi képződött alkohol mellett 95—99%-os hozammal tartalmazza a kívánt N-szubsztituált aminvegyületet. Ez utóbbi vegyületeket önmagukban ismert módszerekkel különíthetjük el a termékelegy egyéb komponenseitől. Tekintettel arra, hogy a találmány szerinti eljárás során a rendszerben nincs korrozív anyag, az eljárást közönséges szénacélból készült berendezésekben is végrehajthatjuk. A folyamatos üzemű berendezések elemei megegyeznek a folyamatos heterogén katalitikus hidrogénező műveleteknél általánosan alkalmazott berendezés-elemekkel (adagolótartály, tápszivattyú, hidrogénforrás, kompresszor, előmelegítő, reaktor, hűtő, nyomás alatt működő gáz-folyadék elválasztó, termékgyűjtő tartály, gázkeringtető kompresszor, szabályozó és ellenőrző műszerek). Szakaszos üzemvitel esetén nyomásálló, hűthető-fűthető, a katalizátor lebegését biztosító keverőberendezéssel ellátott autoklávot vagy hasonló berendezéseket használhatunk. A találmány szerinti eljárás főbb előnyeit az alábbiakban foglaljuk össze: — Az eljárás a petrolkémiai műveletekben szokásosan alkalmazott, igen nagy mennyiségben forgalmazott, tehát olcsó katalizátorokkal végrehajtható; sem a katalizátor előkezelésére, sem a katalizátor hidrogénező aktivitásának csökkentésére nincs szükség. — Az eljárás — a 160 732 sz. magyar szabadalmi leírásban közöltekkel ellentétben — nem igényel adalékanyagot. — A reduktív alkilezés az ipari gyakorlatban eddig még példa nélkül álló, meglepően nagy (3,5—6 h—1) térsebességgel hajtható végre, ami jelentős kapacitásnövekedést eredményez. — A reduktív alkilezéshez felhasználható oxovegyületek mennyisége igen nagy mértékben csökkenthető. — A reduktív alkilezés 100%-os vagy azt megközelítő konverzióval zajlik le, és rendkívül tiszta végterméket szolgáltat. — A reduktív alkilezés szelektivitása minimálisan 95%, de a 99%-ot is elérheti. Az eddig ismert eljárásokkal ilyen szelektivitási értékek nem voltak biztosíthatók. — Az oxovegyületek mennyiségének csökkentése és a nagy szelektivitás jelentős anyagmegtakarítást eredményez, mert csak elenyészően csekély mennyiségű oxovegyület alakul át az eljárás szempontjából értéktelen alkohollá. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesen ismertetjük. 1. példa Ciklohexilamin és ciklohexanon 1:2,8 mólarányú elegyét hidrogéneztük 5,5 h—1 térsebességgel, tiszta hidrogénnel, 40 att nyomáson és 265 °C hőmérsékleten, folyamatos üzemű berendezésben. A reaktorba 3,6 súly% platinát és 2,8 súly% fluort tartalmazó alumíniumoxid hordozós katalizátort töltöttünk. A katalizátort 1850 órán át vizsgáltuk, és jelentős aktivitáscsökkenést nem tapasztaltunk. A termékben az amintípusú vegyületekre számítva átlagosan 97,2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
